Пиковый детектор с закрытым входом

 

 

Сопротивление диода Rд<<R. В положительную полуволну, когда диод открыт, конденсатор заряжается через внутреннее сопротивление источника Ri и сопротивление Rд. Максимальное напряжение на конденсаторе равно (U₀+Um) т.е. :

 

Uc=U₀+Um

 

Из схемы следует, что U_r=U_вх-U_с.

Когда на входе положительная полуволна напряжения, напряжение на выходе равно:

 

U_r⁺=(U_o+U_m)-(U₀+U_m)=0

 

Из этого следует, что напряжение на резисторе имеет вид импульсов, среднее значение которых равно U_m (максимальному) и не зависит от постоянного смещения U₀, т.е. говорят, что вход детектора закрыт для постоянной составляющей сигнала.

Поскольку напряжение на резисторе является пульсирующим, в такой схеме обязательно применяется ФНЧ.

 

 

Эквивалентная схема замещения пикового детектора выглядит следующим образом:

 

 

R₀, L₀, C₀, - распределенные параметры подводящих проводов;

С_д – емкость p-n перехода диода;

R_диэл – потери в диэлектрике конденсатора;

R^! – эквивалентное входное сопротивление пикового детектора.

 

 

С учетом алгоритма работы пикового детектора эквивалентное входное сопротивление детектора с открытым входом:

 

 

 - коэффициент детектирования.

Для детектора с закрытым входом:

 

 

для хорошего прибора ®1.

Для низкочастотного сигнала эквивалентная схема примет вид:

Для частоты f<1кГц, если С_д составляет единицыпФ, то и его можно отбросить.

 

На высоких частотах определяющим для входного сопротивления становится индуктивность проводов L₀  и входная емкость определяется параллельным соединением C₀ и С_д.

 

С_вх=С₀ + С_д

 

На сверхвысоких частотах из-за скин-эффекта R₀ сильно возрастает, и это надо учитывать. Но для «обычных» высоких частот R₀ можно пренебречь, тогда напряжение детектора:

,

поскольку схема представляет собой делитель на реактивных элементах.

 

Или

 

 

где  - резонансная частота, определяется по формуле:

 

 

Детекторы среднеквадратического значения

 

Исходя из определения измерения, среднеквадратическое значение предполагает последовательность выполнения трех операций:

1. возведение переменного сигнала в квадрат;

2. усреднение сигнала;

3. извлечение квадратного корня.

Детектор среднеквадратического значения осуществляет первые две операции, а извлечение квадратного корня обеспечивает арифметический блок цифрового прибора (либо соответствующая градуировка шкалы).

Для возведения сигнала в квадрат, его необходимо подать на элемент с квадратичной вольтамперной характеристикой. Начальный участок ВАХ полупроводникового диода обеспечивает квадратическое преобразование, но протяженность этого участка мала (»1В), а технологический разброс параметров диодов очень высок, поэтому на практике применяют кусочно-линейную аппроксимацию квадратичной ВАХ с помощью диодной цепочки. Данная аппроксимация реализуется следующей схемой:

 

 

 

Двухполупериодный выпрямитель выполняет вычисление модуля сигнала. Резистивные делители: R3-R4, R5-R6, … , R_N-1-R_N подключены к стабилизированному источнику напряжения Е. Сопротивления резисторов подобраны таким образом, что напряжение 0<U1<U2< … <U_n-1. Поэтому при отсутствии сигнала на входе все диоды цепочки смещены в обратном направлении.

 

Основные недостатки: включение последовательно всех диодов, нежелательно также наличие квадратического участка. Прямые падения напряжения в итоговом сигнале суммируются, а т.к. разброс параметров диодов велик, то учесть эти падения как систематическую погрешность, проблематично.

Поэтому погрешность таких детекторов достигает (3-5) %, а частотный диапазон ограничивается частотой в 1 МГц.

 

---

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2141; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!